发明名称 制造半导体元件的方法
摘要 本发明提供一种方法,该方法包括在基底层之上生长形成一层闸极介电质层、在该闸极介电质层之上生长形成一层闸极导体层、在闸极导体层之上生长形成一层第一级硬光罩层、然后在第一级硬光罩层之上生长形成一层第二级硬光罩层。该方法也包括在第二级硬光罩层之上生长形成一层经修整后的光阻液光罩,利用该经修整后的光阻液光罩移除部份的第二级硬光罩层,然后在该第二级硬光罩层内形成有线路制版的硬光罩,该有线路制版的硬光罩即有第一尺寸。该方法更包括藉由移除和该有线路制版的硬光罩相邻的第一级硬光罩层的一部份,而在第一级硬光罩层内形成选择性地蚀刻硬光罩,该选择性地蚀刻的硬光罩会有一个比第一尺寸还小的第二尺寸,另外还包括利用该选择性地蚀刻的硬光罩除移位于闸极介电质层上部份的闸极导体层,藉此而形成一个闸极结构。
申请公布号 TWI287832 申请公布日期 2007.10.01
申请号 TW090124482 申请日期 2001.10.04
申请人 高级微装置公司 发明人 马修.安尼伯;吴东刚;史考特.路宁
分类号 H01L21/28(2006.01) 主分类号 H01L21/28(2006.01)
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路35号9楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路35号9楼
主权项 1.一种制造半导体元件的方法,该方法包含: 在基底层之上生长形成一层闸极介电质层; 在该该闸极介电质层之上生长形成一层闸极导体 层; 在该闸极导体层之上生长形成一层第一级硬光罩 层; 在该第一级硬光罩层之上生长形成一层第二级硬 光罩层; 在该第二级硬光罩层之上生长形成一层经修整后 的光阻光罩; 利用该经修整后的光阻光罩移除部份的第二级硬 光罩层,然后在该第二级硬光罩层内形成有线路制 版的硬光罩,该有线路制版的硬光罩具有第一尺寸 ; 藉由移除和该有线路制版的硬光罩相邻的第一级 硬光罩层的一部份,而在第一级硬光罩层内形成选 择性地蚀刻硬光罩,该选择性蚀刻硬光罩会有一个 比第一尺寸还小的第二尺寸;以及 利用该选择性蚀刻硬光罩除移位于闸极介电质层 上部份的闸极导体层,藉此而形成一个闸极结构。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该闸 极介电质层的方法包括利用氧化物、氮氧化合物 、二氧化矽、含氮之氧化物、掺杂氮气的氧化物 、氮氧化矽、任何适合的高介电常数(高K),K至少 大约是8、氧化钛、氧化钽、钛酸钡锶等之一物质 所制成的闸极介电质层。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该闸 极介电质层的方法包括利用化学气相沈积法(CVD) 、低压CVD(LPCVD)、电浆增强CVD(PECVD)、溅射和物理 气相沈积法(PVD)、热生成等之一方法所制成的闸 极介电质层。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该闸 极介电质层的方法包括使生成的闸极介电质层有 一个等效的氧化厚度tox-eq,该厚度的范围大约是20 至50。 5.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该闸 极导体层的方法包括利用掺杂多晶矽、铝(Al)、钛 (Ti)、锆(Zr)、钨(W)、钽(Ta)、镍(Ni)、钼(Mo)、钴(Co) 等之一物质所制成的闸极导体层。 6.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该闸 极导体层的方法包括利用化学气相沈积法(CVD)、 低压CVD(LPCVD)、电浆增强CVD(PECVD)、溅射、物理气 相沈积法(PVD)、高密度离子化金属电浆(IMP)沈积法 、以及高密度感应式藕合电浆(ICP)沈积法等方法 所制成的闸极导体层。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该闸 极导体层的方法包括使生成的闸极导体层的厚度 介于500至5000之间的范围。 8.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该第 一级和第二级硬光罩的方法包括利用氧化物、氮 氧化合物、二氧化矽、含氮之氧化物、氮化矽、 氮掺杂氧化物、氮氧化矽、高介电常数(高K),其中 的K至少是8、氧化钛、氧化钽、钛酸钡锶之二种 不同物质所制成的第一级和第二级硬光罩层,也包 括利用化学气相沈积法(CVD)、低压CVD(LPCVD)、电浆 增强CVD(PECVD)、溅射、物理气相沈积法(PVD)、热生 成等方法所制成的第一级和第二级硬光罩。 9.如申请专利范围第8项之方法,其中关于形成该第 一级硬光罩层的方法包括利用氮化矽所形成的第 一级硬光罩层,而关于形成该第二级硬光罩层的方 法包括利用二氧化矽所形成的第二级硬光罩层。 10.如申请专利范围第1项之方法,其中关于形成该 选择性蚀刻硬光罩的方法包括所形成的选择性蚀 刻硬光罩有一个至多大约是1000的关键尺寸。 11.一种制造半导体元件的方法,该方法包含: 在基底层之上生长形成一层闸极介电质层; 在该闸极介电质层之上生长形成一层闸极导体层; 在该闸极导体层之上生长形成一层第一级硬光罩 层; 在该第一级硬光罩层之上生长形成一层第二级硬 光罩层; 在该第二级硬光罩层之上生长和制版出一层光阻 光罩; 藉着修整该光阻光罩而形成一层修整之光阻光罩; 利用该经修整后的光阻光罩移除部份的第二级硬 光罩层,然后在该第二级硬光罩层内形成有线路制 版的硬光罩,该有线路制版的硬光罩即有第一尺寸 ; 移除该修整光阻光罩; 藉由移除和该有线路制版的硬光罩相邻的第一级 硬光罩层的一部份,而在第一级硬光罩层内形成选 择性地蚀刻硬光罩,该选择性蚀刻硬光罩会有一个 比第一尺寸还小的第二尺寸;以及 利用该选择性蚀刻硬光罩除移位于闸极介电质层 上部份的闸极导体层部分,而形成一个闸极结构。 12.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 闸极介电质层的方法包括利用氧化物、氮氧化合 物、二氧化矽、含氮之氧化物、掺杂氮气的氧化 物、氮氧化矽、任何适合的高介电常数(高K),K至 少大约是8、氧化钛、氧化钽、钛酸钡锶等之一物 质所制成的闸极介电质层。 13.如申请专利范围第11项之方法,其中形成该闸极 介电质层的方法包括利用化学气相沈积法(CVD)、 低压CVD(LPCVD)、电浆增强CVD(PECVD)、溅射和物理气 相沈积法(PVD)、热生成等之一方法所制成的闸极 介电质层。 14.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 闸极介电质层的方法包括使生成的闸极介电质层 有一个等效的氧化厚度tox-eq,该厚度的范围大约是 20至50。 15.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 闸极导体层的方法包括利用掺杂多晶矽、铝(Al)、 钛(Ti)、锆(Zr)、钨(W)、钽(Ta)、镍(Ni)、钼(Mo)、钴( Co)等之一物质所制成的闸极导体层。 16.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 闸极导体层的方法包括利用化学气相沈积法(CVD) 、低压CVD(LPCVD)、电浆增强CVD(PECVD)、溅射、物理 气相沈积法(PVD)、高密度离子化金属电浆(IMP)沈积 法、以及高密度感应式藕合电浆(ICP)沈积法等方 法所制成的闸极导体层。 17.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 闸极导体层的方法包括使生成的闸极导体层的厚 度介于500至5000之间的范围。 18.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 第一级和第二级硬光罩的方法包括利用氧化物、 氮氧化合物、二氧化矽、含氮之氧化物、氮化矽 、氮掺杂氧化物、氮氧化矽、高介电常数(高K),其 中的K至少是8、氧化钛、氧化钽、钛酸钡锶等之 二种不同物质所制成的第一级和第二级硬光罩,也 包括利用化学气相沈积法(CVD)、低压CVD(LPCVD)、电 浆增强CVD(PECVD)、溅射、物理气相沈积法(PVD)、热 生成等方法所制成的第一级和第二级硬光罩。 19.如申请专利范围第18项之方法,其中关于形成该 第一级硬光罩的方法包括利用氮化矽所形成的第 一级硬光罩,而关于形成该第二级硬光罩的方法包 括利用二氧化矽所形成的第二级硬光罩。 20.如申请专利范围第11项之方法,其中关于形成该 选择性蚀刻硬光罩的方法包括所形成的选择性蚀 刻硬光罩有一个至多大约是1000的关键尺寸。 图式简单说明: 第1至4图所展示的是一种传统的方法,该方法是藉 助于昂贵的DUV光学微影或/及高能量电子束的蚀刻 方式而获致缩小的关键尺寸;以及 第5至13图所展示的是根据本发明的不同实施例而 制造的半导体元件之方法。
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